CN113451440A - 一种黑硅电池片的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种黑硅电池片的生产方法，包括如下步骤：S1、清洗：通过清洗机对硅片进行清洗，去除硅片表面的机械损伤层；S2、制绒：对清洗后的硅片正面进行链式制绒；S3、扩散：通过喷涂磷酸水溶液进行磷扩散，形成电池PN结；S4、周边刻蚀：通过刻蚀机对硅片进行刻蚀，去除硅片周边的n层，防止短路；S5、镀膜：使用石墨舟作为硅片载体，采用管式PECVD镀膜机对硅片进行镀膜；S6、印刷：通过丝网印刷流水线对硅片进行丝网印刷并烧结电极与背电场；S7、测试分选：通过测试分选机对电池片进行性能测试和分选。
Description
技术领域
本发明属于电池片技术领域，涉及一种生产方法，特别是一种黑硅电池片的生产方法。
背景技术
电池片一般分为单晶硅、多晶硅、和非晶硅单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。为了降低生产成本，地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。黑硅是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型电子材料。现有技术中没有相应黑硅电池片的生产方法，无法快速稳定批量生产，因此，设计出一种黑硅电池片的生产方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种黑硅电池片的生产方法，该生产方法具有生产简便的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、清洗：通过清洗机对硅片进行清洗，去除硅片表面的机械损伤层；
S2、制绒：对清洗后的硅片正面进行链式制绒；
S3、扩散：通过喷涂磷酸水溶液进行磷扩散，形成电池PN结；
S4、周边刻蚀：通过刻蚀机对硅片进行刻蚀，去除硅片周边的n层，防止短路；
S5、镀膜：使用石墨舟作为硅片载体，采用管式PECVD镀膜机对硅片进行镀膜；
S6、印刷：通过丝网印刷流水线对硅片进行丝网印刷并烧结电极与背电场；
S7、测试分选：通过测试分选机对电池片进行性能测试和分选。
所述硅片为P型多晶金刚线硅片。
所述清洗机包括箱体，所述箱体上水平转动设置有若干传输辊，所述传输辊上具有用于支撑硅片的螺纹部，所述箱体上还固定有立柱，所述立柱上设置有升降架，所述升降架与一能带动其上下移动的移动组件相连，所述升降架上安装有补料箱，所述补料箱上具有加料口，所述补料箱与箱体之间具有辅助管，所述辅助管上具有阀门，所述补料箱上还设置设置有搅拌轴，所述搅拌轴下端和搅拌叶片相连，所述搅拌轴上端和减速电机相连。
补料箱在高度差的作用下，可对箱体内进行补料，同时，通过减速电机滴啊东搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌叶片转动，从而可书补料箱内的原料进行搅拌，使用效果好。
所述移动组件包括导杆、导块和第一推杆电机，所述导杆竖直固定在立柱上，所述导块设置在导杆上，所述第一推杆电机固定在立柱上，且第一推杆电机的推杆竖直向下，所述第一推杆电机的推杆端部和导块相连，所述升降架和导块相连。
通过第一推杆电机带动导块沿着导杆上下移动，导块带动升降架上下移动，从而可使升降架上下移动。
所述导杆上还具有限位块。
所述辅助管为可伸缩管。
所述刻蚀机包括浸泡刻蚀硅片的水槽机构，还包括用于硅片上下起伏的顶推机构，所述顶推机构底部安装有用于提供动力的驱动机构；所述水槽机构包括水槽箱，所述水槽箱内对称安装有两个输送辊，所述输送辊之间安装有输送带，所述水槽箱前面安装有第一电机，所述水槽箱内底部对称设置有两个限位导轨；所述顶推机构包括移动架，所述移动架顶部安装有顶推辊，所述移动架底部对称设置有两个限位槽。
所述驱动机构包括第二电机，所述第二电机一侧安装有第一丝杆，所述第一丝杆一端设置有限位板，所述第二电机和所述水槽箱螺栓连接，所述第一丝杆和所述移动架螺纹连接。
所述第二电机驱动所述第一丝杆旋转推动所述移动架移动，所述限位板避免所述第一丝杆脱出所述移动架。
所述驱动机构包括对称设置的两个直线导轨，所述直线导轨上面安装有直线电机，所述直线电机和所述移动架螺栓连接，所述直线导轨和所述水槽箱螺栓连。
所述直线电机带动所述移动架沿所述直线导轨移动。
所述水槽箱采用Q235钢材料。
保证了所述水槽箱的强度。
所述第一电机和所述水槽箱螺栓连接，所述限位导轨和所述水槽箱铆接在一起。
螺栓连接便于拆装维修所述第一电机，铆接保证了所述限位导轨稳固可靠。
所述顶推辊和所述移动架转动连接。
保证了所述顶推辊灵活旋转。
将硅片放置在所述输送带上，所述第一电机驱动所述输送辊旋转带动所述输送带和硅片浸泡在所述水槽箱内的蚀刻液中移动，进行蚀刻作业，同时所述第二电机驱动所述第一丝杆旋转推动所述移动架移动，或者所述直线电机带动所述移动架沿所述直线导轨移动，使所述移动架沿所述限位导轨往复移动，通过所述顶推辊顶推所述输送带，使硅片上下起伏；通过顶推起伏的设置，使硅片在蚀刻液中上下起伏，提高了刻蚀质量；通过移动顶推的设置，使输送带不同地方起伏，保证了硅片的上下起伏；通过移动顶推的设置，增加了输送带的张紧，保证了动力传输的可靠性。
所述丝网印刷流水线包括机架，所述机架侧部固定有轨道，所述轨道上设置有活动座，所述活动座上安装有立板，所述立板上设置有升降座，所述升降座与一能带动其上下移动的移动结构相连，所述升降座上通过伸缩组件和定位座相连，所述定位座上通过可拆卸的方式连接有取样盒，所述伸缩组件包括第一固定杆一、第一固定杆二、第一活动杆一、第一活动杆二、连接件、第二固定杆一、第二固定杆二、第二活动杆一和第二活动杆二，所述第一固定杆一的中部和升降座相固连，所述第一固定杆一的一端和第一活动杆一的一端转动连接，所述第一活动杆一的另一端和第一固定杆二的一端转动连接，所述第一固定杆二的另一端和第一活动杆二的一端转动连接，所述第一活动杆二的另一端和第一固定杆一的另一端转动连接，所述第一固定杆二的中部和连接件一侧相固连，所述第二固定杆一的中部和定位座相固连，所述第二固定杆一的一端和第二活动杆一的一端转动连接，所述第二活动杆一的另一端和第二固定杆二的一端转动连接，第二固定杆二的另一端和第二活动杆二的一端转动连接，所述第二活动杆二的另一端和第二固定杆一的另一端转动连接，所述第二固定杆二的中部和连接件另一侧相固连，所述第一活动杆二的一端上还安装有主联动齿轮，所述第二活动杆二的一端上还安装有从联动齿轮，且从联动齿轮与主联动齿轮相啮合，所述第一活动杆二的另一端安装有动力轮，所述升降座上滑动设置有与动力轮相配合的齿条，且齿条呈竖直布置，所述齿条还与一能带动其上下移动的第二推杆电机相连。
将活动座移动所需位置后，通过第二推杆电机带动齿条运动，齿条与动力轮相配合，在第一固定杆一、第一固定杆二、第一活动杆一、第一活动杆二、连接件、第二固定杆一、第二固定杆二、第二活动杆一和第二活动杆二的共同作用下，将定位座向下平移到丝网印刷流水线的上方，使取样盒向下移动到下限位置后，通过移动结构带动取样盒逐步向上移动，对丝网印刷流水线的电池片取样并收集在取样盒内，取样好后，使取样盒复位后，将取样盒取下，取样方便。
所述取样盒上具有把手。
通过把手可方便对取样盒进行拿取。
所述移动结构包括导轨、滑块、第二丝杆、螺母和伺服电机，所述导轨竖直固定在立板上，所述滑块设置在导轨上，所述第二丝杆竖直转动安装在立板上，所述第二丝杆端部与伺服电机相连，所述螺母螺纹连接在第二丝杆上，所述滑块与螺母之间具有基板，所述升降座连接在基板上。
通过伺服电机带动第二丝杆转动，第二丝杆带动螺母运动，使滑块沿着导轨上下移动，从而可使升降座上下移动。
所述活动座上固定有操作杆。
通过操作杆可方便对活动座进行移动。
所述活动座上还安装有快速夹，所述轨道上开设有与快速夹的锁头相配合的若干锁孔。
在活动座移动到取样工位后，通过快速夹与相应的锁孔相配合，就可对活动座进行锁定。
与现有技术相比，本黑硅电池片的生产方法具有该优点：本发明中通过清洗、制绒、扩散、周边刻蚀、镀膜、印刷和测试分选的操作，并配合多个设备进行改造升级，从而可完成黑硅电池片的稳定生产，生产简便。
附图说明
图1是本方法的步骤示意图。
图2是清洗机的平面结构示意图。
图3是清洗机中传输辊的立体结构示意图。
图4是刻蚀机的平面结构示意图。
图5是刻蚀机中水槽机构的平面结构示意图。
图6是刻蚀机中顶推机构的立体结构示意图。
图7是刻蚀机的实施例1驱动机构的立体结构示意图。
图8是刻蚀机的实施例2驱动机构的立体结构示意图。
图9是丝网印刷流水线的立体结构示意图。
图10是丝网印刷流水线中拆去部分的平面结构示意图。
图中，1、箱体；2、立柱；3、导块；4、导杆；5、升降架；6、阀门；7、搅拌轴；8、辅助管；9、搅拌叶片；10、补料箱；11、减速电机；12、第一推杆电机；13、传输辊；13a、螺纹部；14、水槽箱；15、限位导轨；16、输送辊；17、输送带；18、第一电机；19、移动架；20、顶推辊；21、限位槽；22、第二电机；23、第一丝杆；24、限位板；25、直线导轨；26、直线电机；27、轨道；27a、锁孔；28、操作杆；29、快速夹；30、活动座；31、立板；32、伺服电机；33、螺母；34、基板；35、第二丝杆；36、导轨；37、滑块；38、升降座；39、第二推杆电机；40、齿条；41、动力轮；42、第一活动杆二；43、主联动齿轮；44、从联动齿轮；45、第二活动杆二；46、取样盒；47、定位座；48、第二固定杆一；49、第二活动杆一；50、第二固定杆二；51、连接件；52、第一固定杆二；53、第一活动杆一；54、第一固定杆一。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本黑硅电池片的生产方法，包括如下步骤：
S1、清洗：通过清洗机对硅片进行清洗，去除硅片表面的机械损伤层；
S2、制绒：对清洗后的硅片正面进行链式制绒；
S3、扩散：通过喷涂磷酸水溶液进行磷扩散，形成电池PN结；
S4、周边刻蚀：通过刻蚀机对硅片进行刻蚀，去除硅片周边的n层，防止短路；
S5、镀膜：使用石墨舟作为硅片载体，采用管式PECVD镀膜机对硅片进行镀膜；
S6、印刷：通过丝网印刷流水线对硅片进行丝网印刷并烧结电极与背电场；
S7、测试分选：通过测试分选机对电池片进行性能测试和分选。
硅片为P型多晶金刚线硅片。
如图2-图3所示，清洗机包括箱体1，箱体1上水平转动设置有若干传输辊13，所述传输辊13上具有用于支撑硅片的螺纹部13a，在本实施例中，相邻两个传输辊13的螺纹部13a的旋向相反；箱体1上还固定有立柱2，在本实施例中，箱体1上通过螺栓连接的方式还固定有立柱2；立柱2上设置有升降架5，所述升降架5与一能带动其上下移动的移动组件相连，所述升降架5上安装有补料箱10，所述补料箱10上具有加料口，补料箱10与箱体1之间具有辅助管8，所述辅助管8上具有阀门6，所述补料箱10上还设置设置有搅拌轴7，所述搅拌轴7下端和搅拌叶片9相连，所述搅拌轴7上端和减速电机11相连。
补料箱10在高度差的作用下，可对箱体1内进行补料，同时，通过减速电机11滴啊东搅拌轴7转动，搅拌轴7带动搅拌叶片9转动，从而可书补料箱10内的原料进行搅拌，使用效果好。
移动组件包括导杆4、导块3和第一推杆电机12，所述导杆4竖直固定在立柱2上，所述导块3设置在导杆4上，所述第一推杆电机12固定在立柱2上，且第一推杆电机12的推杆竖直向下，所述第一推杆电机12的推杆端部和导块3相连，所述升降架5和导块3相连。
通过第一推杆电机12带动导块3沿着导杆4上下移动，导块3带动升降架5上下移动，从而可使升降架5上下移动。
导杆4上还具有限位块。
辅助管8为可伸缩管。
实施例1
如图4-图7所示，刻蚀机包括浸泡刻蚀硅片的水槽机构，还包括用于硅片上下起伏的顶推机构，顶推机构底部安装有用于提供动力的驱动机构；水槽机构包括水槽箱14，水槽箱14内对称安装有两个输送辊16，输送辊16之间安装有输送带17，水槽箱14前面安装有第一电机18，水槽箱14内底部对称设置有两个限位导轨15；顶推机构包括移动架19，移动架19顶部安装有顶推辊20，移动架19底部对称设置有两个限位槽21。
驱动机构包括第二电机22，第二电机22一侧安装有第一丝杆23，第一丝杆23一端设置有限位板24，第二电机22和水槽箱14螺栓连接，第一丝杆23和移动架19螺纹连接，第二电机22驱动第一丝杆23旋转推动移动架19移动，限位板24避免第一丝杆23脱出移动架19；水槽箱14采用Q235钢材料，保证了水槽箱14的强度；第一电机18和水槽箱14螺栓连接，限位导轨15和水槽箱14铆接在一起，螺栓连接便于拆装维修第一电机18，铆接保证了限位导轨15稳固可靠；顶推辊20和移动架19转动连接，保证了顶推辊20灵活旋转。
实施例2
如图8所示，实施例2与实施例1的区别在于：驱动机构包括对称设置的两个直线导轨25，直线导轨25上面安装有直线电机26，直线电机26和移动架19螺栓连接，直线导轨25和水槽箱14螺栓连，直线电机26带动移动架19沿直线导轨25移动。
刻蚀机的工作原理：将硅片放置在输送带17上，第一电机18驱动输送辊16旋转带动输送带17和硅片浸泡在水槽箱14内的蚀刻液中移动，进行蚀刻作业，同时第二电机22驱动第一丝杆23旋转推动移动架19移动，或者直线电机26带动移动架19沿直线导轨25移动，使移动架19沿限位导轨15往复移动，通过顶推辊20顶推输送带17，使硅片上下起伏。
如图9-图10所示，丝网印刷流水线包括机架，机架侧部固定有轨道27，轨道27上设置有活动座30，活动座30上安装有立板31，立板31上设置有升降座38，升降座38与一能带动其上下移动的移动结构相连，升降座38上通过伸缩组件和定位座47相连，定位座47上通过可拆卸的方式连接有取样盒46，在实施例中，取样盒46采用市场上可以买到的现有产品；伸缩组件包括第一固定杆一54、第一固定杆二52、第一活动杆一53、第一活动杆二42、连接件51、第二固定杆一48、第二固定杆二50、第二活动杆一49和第二活动杆二45，第一固定杆一54的中部和升降座38相固连，第一固定杆一54的一端和第一活动杆一53的一端转动连接，第一活动杆一53的另一端和第一固定杆二52的一端转动连接，第一固定杆二52的另一端和第一活动杆二42的一端转动连接，第一活动杆二42的另一端和第一固定杆一54的另一端转动连接，第一固定杆二52的中部和连接件51一侧相固连，第二固定杆一48的中部和定位座47相固连，第二固定杆一48的一端和第二活动杆一49的一端转动连接，第二活动杆一49的另一端和第二固定杆二50的一端转动连接，第二固定杆二50的另一端和第二活动杆二45的一端转动连接，第二活动杆二45的另一端和第二固定杆一48的另一端转动连接，第二固定杆二50的中部和连接件51另一侧相固连，第一活动杆二42的一端上还安装有主联动齿轮43，第二活动杆二45的一端上还安装有从联动齿轮44，且从联动齿轮44与主联动齿轮43相啮合，第一活动杆二42的另一端安装有动力轮限位导轨15，升降座38上滑动设置有与动力轮限位导轨15相配合的齿条40，且齿条40呈竖直布置，齿条40还与一能带动其上下移动的第二推杆电机39相连；在本实施例中，通过伸缩组件可使活动座30在移动时，取样盒46不与其他部件产生干涉；而需要取样时，取样盒46能顺利移动到丝网印刷流水线上方。
将活动座30移动所需位置后，通过第二推杆电机39带动齿条40运动，齿条40与动力轮限位导轨15相配合，在第一固定杆一54、第一固定杆二52、第一活动杆一53、第一活动杆二42、连接件51、第二固定杆一48、第二固定杆二50、第二活动杆一49和第二活动杆二45的共同作用下，将定位座47向下平移到丝网印刷流水线的上方，使取样盒46向下移动到下限位置后，通过移动结构带动取样盒46逐步向上移动，对丝网印刷流水线的电池片取样并收集在取样盒46内，取样好后，使取样盒46复位后，将取样盒46取下，取样方便。
取样盒46上具有把手。
通过把手可方便对取样盒46进行拿取。
移动结构包括导轨36、滑块37、第二丝杆35、螺母33和伺服电机32，导轨36竖直固定在立板31上，滑块37设置在导轨36上，第二丝杆35竖直转动安装在立板31上，第二丝杆35端部与伺服电机32相连，螺母33螺纹连接在第二丝杆35上，滑块37与螺母33之间具有基板34，升降座38连接在基板34上。
通过伺服电机32带动第二丝杆35转动，第二丝杆35带动螺母33运动，使滑块37沿着导轨36上下移动，从而可使升降座38上下移动。
活动座30上固定有操作杆28。
通过操作杆28可方便对活动座30进行移动。
活动座30上还安装有快速夹29，轨道27上开设有与快速夹29的锁头相配合的若干锁孔27a。
在活动座30移动到取样工位后，通过快速夹29与相应的锁孔27a相配合，就可对活动座30进行锁定。
以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、清洗：通过清洗机对硅片进行清洗，去除硅片表面的机械损伤层；
S2、制绒：对清洗后的硅片正面进行链式制绒；
S3、扩散：通过喷涂磷酸水溶液进行磷扩散，形成电池PN结；
S4、周边刻蚀：通过刻蚀机对硅片进行刻蚀，去除硅片周边的n层，防止短路；
S5、镀膜：使用石墨舟作为硅片载体，采用管式PECVD镀膜机对硅片进行镀膜；
S6、印刷：通过丝网印刷流水线对硅片进行丝网印刷并烧结电极与背电场；
S7、测试分选：通过测试分选机对电池片进行性能测试和分选。
2.根据权利要求1所述的一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，所述硅片为P型多晶金刚线硅片。
3.根据权利要求1所述的一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，所述清洗机包括箱体(1)，所述箱体(1)上水平转动设置有若干传输辊(13)，所述传输辊(13)上具有用于支撑硅片的螺纹部(13a)，所述箱体(1)上还固定有立板(2)，所述立板(2)上设置有升降架(5)，所述升降架(5)与一能带动其上下移动的移动组件相连，所述升降架(5)上安装有补料箱(10)，所述补料箱(10)上具有加料口，所述补料箱(10)与箱体(1)之间具有辅助管(8)，所述辅助管(8)上具有阀门(6)，所述补料箱(10)上还设置设置有搅拌轴(7)，所述搅拌轴(7)下端和搅拌叶片(9)相连，所述搅拌轴(7)上端和减速电机(11)相连。
4.根据权利要求3所述的一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，所述移动组件包括导杆(4)、导块(3)和推杆电机(12)，所述导杆(4)竖直固定在立柱上，所述导块(3)设置在导杆(4)上，所述推杆电机(12)固定在立柱上，且推杆电机(12)的推杆竖直向下，所述推杆电机(12)的推杆端部和导块(3)相连，所述升降架(5)和导块(3)相连。
5.根据权利要求1所述的一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，所述导杆(4)上还具有限位块。
6.根据权利要求1所述的一种黑硅电池片的生产方法，其特征在于，所述辅助管(8)为可伸缩管。
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